BR102019008057B1 - Pá para um propulsor, e, método e sistema para monitorar uma característica física de uma estrutura compósita de pá - Google Patents

Abstract

PÁ PARA UM PROPULSOR, E, MÉTODO E SISTEMA PARA MONITORAR UMA CARACTERÍSTICA FÍSICA DE UMA ESTRUTURA COMPÓSITA DE PÁ Uma pá para um propulsor incluindo uma estrutura compósita de pá inclui uma rede de Bragg de fibra (FBG) ou um sensor de interferometria Fabry-Perot extrínseco (EFPI) incorporado na estrutura compósita da pá. O sensor é configurado para receber um sinal de um controlador operacionalmente conectado ao sensor FBG ou EFPI e transmitir um sinal, responsivo ao sinal recebido, a um processador operativamente conectado ao sensor. A resposta do sinal é indicativa de uma tensão medida que indica uma característica estrutural da estrutura compósita da pá. A resposta de sinal fornece informação para determinar, com base na resposta do sinal, se a característica estrutural da estrutura compósita da pá está dentro de um limiar predeterminado indicativo da integridade estrutural da estrutura compósita da pá.

Description

FUNDAMENTOS

[001] Modalidades exemplares se referem à técnica da propulsão de aeronaves e, mais especificamente, a um propulsor de aeronave com sensor de fibra óptica incorporado, bem como à fabricação de corpos compósitos reforçados com fibras de uma construção de longarinas e invólucros e, mais especificamente, à fabricação de pás propulsoras leves, tais como pás de propulsão, pás de ventilador de propulsão, pás de turbo-ventilador e semelhantes construídas de uma longarina de suporte de carga compósita que suporta um invólucro reforçado com fibra compósita, por métodos de moldagem por transferência de resina.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[002] Em aplicações de aeronaves, é altamente desejável minimizer o peso dos componentes da aeronave, já que cada libra economizada no peso da aeronave se traduz em economia de combustível e/ou maior capacidade de carga útil. Com relação aos componentes do motor da propulsão, turbopropulsão ou turboventilador é bem compreendido que as pás do propulsor são as mais indicadas para redução de peso desde os pesos de outros componentes relacionados, por exemplo, meios de retenção de pás, mecanismos de mudança de passo, discos do cubo, eixos e rolamentos, são tipicamente diretamente dependentes da magnitude da carga centrífuga da pá suportada por esses componentes. As pás propulsoras per se, no entanto, podem se tornar mais leves desde que a tração centrífuga, os momentos fletores, as cargas de torção e as cargas vibratórias impostas às pás durante a operação sejam efetivamente transmitidas aos meios de retenção da pá para distribuição aos componentes de suporte de carga mencionados anteriormente.

[003] É conhecido na arte a produção de pás propulsoras mais leves de uma construção desenvolvida. De acordo com técnicas conhecidas, é formada uma pá de um invólucro externo feito de material compósito leve e uma longarina de suporte de carga interna que está ligada à superfície interna do invólucro. A longarina se estende de dentro da cavidade de invólucro para terminar além do invólucro em uma extremidade de raiz que está adaptada para ser montada em um meio de retenção de pá adequado, tal como uma tulipa de retenção.

[004] Tornou-se prática convencional na indústria aeronáutica fabricar essas pás com um invólucro formado em torno da longarina de suporte de carga como um corpo de resina reforçado com fibra moldada utilizando métodos de moldagem por transferência de resina. Tais invólucros de resina reforçadas com fibras exibem características de alta resistência e baixo peso e, em aplicações de aeronaves, tipicamente oferecem resistência pelo menos tão alta quanto os artigos correspondentes feitos de metal com um peso substancialmente menor. Por exemplo, um desses métodos inclui a criação de um conjunto de pás propulsoras em forma de aerofólio reforçado com fibra com várias camadas de tecido de fibra de vidro que são colocadas em camadas sobre uma parte inferior da espuma. A parte inferior da espuma é formada pela injeção de um material de espuma leve em um molde disposto em torno de uma longarina metálica de comprimento total revestido com adesivo. Após a cura, a parte inferior moldada é envolvida em várias camadas do tecido fibroso de reforço de fibra de vidro, sendo cada uma das camadas de fibra de vidro ajustada ao contorno desejado e depois costurada à mão, uma prática intensiva de trabalho sobre a parte inferior da espuma. Este subconjunto é então colocado em um segundo molde e um material polimérico sintético, tal como resina epóxi, é injetado na matriz de fibra e depois curado. Alternativamente, a resina pode ser aplicada ao tecido fibroso do subconjunto envolvido antes de ser colocada no molde de cura. O pano fibroso pode incluir, ou em vez do pano, enrolamentos de fibras de carbono que reforçam a parte inferior do corpo. Algumas etapas, como a costura ou a costura manual, podem colocar várias forças nas estruturas durante a fabricação, que podem exceder a tensão recomendada para os vários materiais. Infelizmente, não é fácil identificar se essas forças foram aplicadas durante a fabricação.

[005] A costura manual pode ser eliminada por colagem adesiva de cada camada de fibra de vidro à camada abaixo. Para fazer isso, o material de fibra de vidro é fornecido em sua parte inferior com um adesivo termoplástico. O material é então cortado para moldar e colocado em posição sobre o subconjunto. O adesivo é então ativado por calor e pressão por meio de um ferro aquecido por resistência eléctrica aplicado na superfície do material de fibra de vidro. Embora o uso de tal material de fibra de vidro revestido com adesivo elimine, de fato, a necessidade de costura à mão, este método de colocação das camadas de fibra de vidro ainda é muito trabalhoso e uma costura ainda deve ser formada. As camadas internas podem ser danificadas se o calor for aplicado em excesso nas camadas de fibra de vidro.

[006] Outro método para fabricar uma pá de máquina rotativa leve inclui as etapas de: instalar um núcleo alongado de material de espuma celular leve em uma cavidade receptora definida pela extremidade distal alargada de uma longarina de metal encurtada de modo a se estender axialmente para fora da longarina de metal. Um envoltório de fibra laminada de camadas alternadas de fibras de grafite orientadas no sentido horário dispostas sobre a espuma celular e camadas de fibras de aramida de alta resistência angularmente tecidas em torno deste subconjunto de longarina para formar um conjunto composto preliminar. Os preenchedores de borda dianteira e traseira de material de espuma leve são moldados no conjunto compósito preliminar para formar a forma contornada desejada da pá, a partir da qual é colocado um envoltório laminado de camadas de fibras de aramida de alta resistência sobre todo este subconjunto moldado, exceto para a extremidade da raiz da longarina. O subconjunto envolvido é moldado e colocado em um molde conformado e o subconjunto de forma enrolada é impregnado com uma resina epóxi por meio de técnicas de moldagem por transferência de resina para produzir um conjunto reforçado com resina que, após a cura, constitui a pá compósita leve.

[007] A integridade entre as camadas de fibras de aramida, entre as fibras de aramida e a espuma leve e nas interseções das bordas anterior e/ou posterior e do material próximo à(s) borda(s) pode sofrer tensões durante as etapas de fabricação descritas, ou outras etapas, que podem enfraquecer a integridade da montagem. Temperaturas internas, tensões e outros parâmetros durante essas etapas de fabricação não podem ser facilmente medidos sem testes destrutivos de uma amostra representativa. Semelhante às limitações de medição e monitoramento durante a fabricação, no campo (durante o voo, por exemplo), atualmente é difícil medir tensões e desgaste entre camadas internas de material que compõem a pá do propulsor.

BREVE DESCRIÇÃO

[008] É divulgada uma pá para uma hélice que inclui uma estrutura composta de pá. A pá inclui um sensor FBG (Grão de Bragg de Fibra) incorporado na estrutura composta da pá. O sensor é configurado para receber um sinal de um controlador operacionalmente conectado ao sensor FBG e transmitir um sinal, responsivo ao sinal recebido, a um processador operativamente conectado ao sensor. A resposta do sinal é indicativa de uma característica estrutural da estrutura composta da pá. A resposta do sinal fornece informação para determinar, com base na resposta do sinal, se a característica estrutural da estrutura compósita da pá está dentro de um limiar predeterminado indicativo da integridade estrutural desejada da estrutura compósita da pá.

[009] Além disso, qualquer modalidade anterior da pá pode ser formada de tal modo que a estrutura compósita da pá compreenda uma primeira camada e uma segunda camada em ligação com a primeira camada e o sensor FBG está embutido entre a primeira e a segunda camadas.

[0010] Além disso, em qualquer modalidade anterior da pá, a resposta do sinal é indicativa de um aumento residual de tensão na estrutura do compósito da pá.

[0011] Além disso, em qualquer modalidade anterior da pá, a resposta do sinal é indicativa de microtensão ^tensão).

[0012] Além disso, em qualquer modalidade anterior da técnica, a determinação da característica estrutural compreende: recuperar, através do controlador, uma ou mais respostas de sinal poupadas operativamente em uma memória lida por computador; avaliar, através do controlador, um acúmulo de tensão residual cumulativa baseada na ou nas respostas de um sinal; e produzir, usando o controlador, uma mensagem indicativa da acumulação de tensão residual cumulativa.

[0013] Também é divulgado um método para monitorar uma característica física de uma estrutura compósita de pá. O método inclui a transmissão, por meio de um controlador, de um sinal para um sensor FBG embutido na estrutura composta da pá, recebendo uma resposta de sinal do sensor FBG no controlador, indicativa de uma medição de tensão indicando uma característica estrutural da estrutura da pá compósita e determinar, utilizando o controlador, com base na resposta do sinal, se a característica estrutural da estrutura compósita da pá se encontra dentro de um limite predeterminado indicativo da integridade estrutural da estrutura compósita da pá.

[0014] Em uma modalidade, o método inclui ainda, formar uma porção da pá e depois transmitir o sinal para o sensor FBG. No caso de o sinal recebido estar dentro do limite predeterminado, outras partes da pá são então formadas. No caso de não existirem, outras porções de pá não são formadas e a pá a ser formada pode ser desfeita. Isso alcança um efeito técnico de assegurar que as pás com as características desejadas sejam formadas e que o esforço/despesa adicional não seja gasto no acabamento de uma pá defeituosa. Tal processamento também aplicável a qualquer pá anterior divulgada anteriormente ou sistema a seguir. Além disso, as informações do sensor podem ser usadas para determinar que uma pá precisa de manutenção e reparo e o método/sistema pode incluir a manutenção e/ou reparo da pá.

[0015] Em qualquer método anterior, a estrutura compósita da pá compreende uma primeira camada e uma segunda camada em conjunto com a primeira camada e o sensor FBG é embutido entre a primeira e a segunda camada.

[0016] Em qualquer método anterior, a resposta do sinal é indicativa de um aumento residual de tensão na estrutura do compósito da pá.

[0017] Em qualquer método anterior, a resposta do sinal é indicativa de tensão.

[0018] Em qualquer método anterior, a determinação da característica estrutural compreende: recuperar, através do controlador, uma ou mais respostas de sinal poupadas operativamente em uma memória lida por computador; avaliar, através do controlador, um acúmulo de tensão residual cumulativa baseada na ou nas respostas de um sinal; produzir, usando o controlador, uma mensagem indicativa do acúmulo de tensão residual cumulativa; e transmitir, usando o controlador, a mensagem para um segundo processador.

[0019] Também é divulgado um sistema para monitorar uma característica física de uma estrutura compósita de pá. O sistema inclui uma estrutura compósita de pá, um sensor interferométrico extrínseco de Fabry- Perot (EFPI) embutido na estrutura do compósito da pá e um controlador operacionalmente conectado ao sensor. O controlador é configurado para transmitir um sinal ao sensor usando um processador e receber, usando o processador, uma resposta de sinal do sensor indicativa de uma característica estrutural da estrutura compósita da pá. O controlador determina, usando o processador, com base na resposta do sinal, se a característica estrutural da estrutura compósita da pá está dentro de um limiar predeterminado indicativo da integridade estrutural desejada da estrutura compósita da pá.

[0020] Em qualquer sistema anterior, a estrutura compósita da pá compreende uma primeira camada e uma segunda camada em conjunto com a primeira camada e o sensor FBG é embutido entre a primeira e a segunda camada.

[0021] Em qualquer sistema anterior, a resposta do sinal é indicativa de um aumento residual de tensão na estrutura do compósito da pá.

[0022] Em qualquer sistema anterior, a resposta do sinal é indicativa de μtensão.

[0023] Em qualquer sistema anterior, a determinação da característica estrutural compreende: recuperar, através do controlador, uma ou mais respostas de sinal poupadas operativamente em uma memória lida por computador; avaliar, através do controlador, um acúmulo de tensão residual cumulativa baseada na ou nas respostas de um sinal; produzir, usando o controlador, uma mensagem indicativa do acúmulo de tensão residual cumulativa; e transmitir, usando o processador, a mensagem para um segundo processador.

[0024] Em qualquer sistema anterior, o sistema inclui um meio de armazenamento lido por computador não transitório que armazena instruções de programa que, quando executadas pelo controlador, fazem com que o controlador: transmita o sinal para o sensor FBG embutido na estrutura compósita da pá; receba a resposta do sinal do sensor FBG indicativo da característica estrutural da estrutura composta da pá; e determine se a característica estrutural da estrutura compósita da pá está dentro do limite predeterminado indicativo da integridade estrutural da estrutura do compósito da pá.

[0025] Em qualquer sistema anterior, as instruções do programa fazem com que o processador gere uma saída, responsiva a determinar se a característica estrutural do compósito da pá está dentro do limite predeterminado.

[0026] Em qualquer sistema anterior, a saída é indicativa de uma mensagem de manutenção ou substituição.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0027] As descrições a seguir não devem ser consideradas limitantes em nenhuma circunstância. Em referência aos desenhos anexos, elementos semelhantes são enumerados de forma semelhante: FIG. 1 é um sistema de monitoramento de rotor de acordo com uma modalidade exemplar; FIG. 2 é uma vista em seção de uma pá propulsora configurada com um sensor incorporado de acordo com uma modalidade exemplar; FIG. 3A é uma vista em seção de uma pá propulsora configurada com um sensor incorporado de acordo com uma modalidade exemplar; FIG. 3B é uma vista em seção de uma pá propulsora configurada com um sensor embutido entre uma camada de fibra de carbono e um núcleo de espuma de acordo com uma modalidade exemplar; FIG. 3C é uma vista em seção de uma pá propulsora configurada com um sensor embutido entre duas camadas de fibra de carbono de acordo com uma modalidade exemplar; FIG. 4 é um sensor incorporado de acordo com uma modalidade exemplar; FIG. 5 é um diagrama de fluxo de um método para monitorar uma pá propulsora de acordo com uma modalidade exemplar; e FIG. 6 é um diagrama de blocos de um sistema de computação exemplar para a prática de uma ou mais modalidades aqui descritas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0028] Uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades do aparelho e método divulgados é apresentada neste documento a título de exemplo e não limitação com referência às Figuras.

[0029] A presente invenção será descrita a seguir com mais detalhes conforme aplicado à fabricação de uma pá leve compósita para utilização em um propulsor de avião, tal como um propulsor acionado por um motor de turbina. No entanto, deve-se entender que a presente invenção se refere à fabricação de qualquer tipo de pá propulsora leve e compósita, quer seja denominada propulsor, turbopropulsor ou uma pá de ventoinha e independentemente do propulsor sobre o qual a pá é aplicada deve ser utilizado compreende um motor ade propulsor, um motor turbopropulsor, um motor turboventilado ou induzido, ou outro tipo de propulsor com pás.

[0030] As medições internas da pá feitas durante os processos de fabricação podem fornecer uma confirmação de fabricação bem-sucedida, ajudar a evitar defeitos do produto e evitar desperdício de material e financeiro. É uma prática comum realizar exames periódicos não destrutivos para monitorar a saúde de um aerofólio de pá durante o processo de fabricação. Os métodos que foram utilizados para esse exame não destrutivo incluem inspeção visual, inspeção ultrassônica, inspeção de teste de ping e inspeção de teste de derivação. A aplicação convencional destas técnicas de exame não destrutivo requer que o rotor da turbina seja estacionário durante a inspeção. Os sistemas e métodos em linha existentes são conhecidos por monitorar a integridade das pás enquanto a máquina está operando, usando sensores que permitem o monitoramento da frequência da pá para detectar possíveis danos à pá.

[0031] Semelhante às limitações de medição e monitoramento durante a fabricação, também pode ser difícil medir as tensões e o desgaste no campo.Por exemplo, temperaturas internas, tensões e outros parâmetros não podem ser facilmente medidos durante a fabricação e operação de pás propulsoras compósitas, particularmente para aplicações rotativas. A falta destas medições durante a operação pode permitir danos ou desgaste não detectados da pá propulsora.

[0032] Pode ser vantajoso incorporar um ou mais sensores de fibra óptica, tais como, por exemplo, um ou mais sensores FBG, em uma pá propulsora compósita durante a fabricação da pá. Em alguns aspectos, os sensores FBG são imunes à interferência eletromagnética, o que é um aspecto importante na criação de tecnologias confiáveis em aplicações aeroespaciais. Como descrito anteriormente, as pás propulsoras são frequentemente feitas de um material compósito constituído por camadas de elementos, incluindo espuma, camadas de fibra de carbono, metal e agentes de ligação. O processo de fabricação de pás compostas inclui múltiplos processos de cura, etapas de laminação, moldagem por injeção e outros processos. Durante a cura, pode haver excessivas variações de temperatura devido, por exemplo, à natureza exotérmica de algumas reações de cura que podem afetar a integridade do produto acabado. Os métodos atuais podem levar amostras de pás da linha de fabricação para determinar um aspecto da qualidade média do produto na linha de produção. No entanto, sem testes destrutivos, não é atualmente possível avaliar alguns aspectos da integridade dos propulsores em relação a cada artigo de fabricação.

[0033] De acordo com as modalidades aqui descritas, as fibras ópticas e os sensores de fibra óptica são incorporados diretamente nos enrolamentos de fibra das pás propulsoras que reforçam a pá. Em outros aspectos, fibras ópticas e sensores de fibra óptica são conectados entre camadas de materiais compósitos como, por exemplo, camadas de fibra de carbono, núcleos de espuma, plásticos moldados injetados, pastilhas de metal, etc. Ao incorporar as fibras ópticas e os sensores de fibra em uma ou mais pás de um propulsor, a integridade da pá é testada e monitorada durante os estágios de fabricação e enquanto a pá do propulsor estiver sendo usada no campo (por exemplo, durante o voo).

[0034] Depois de monitorar as pás propulsoras durante o processo de fabricação, há benefícios significativos no monitoramento de campo das pás para determinar onde as pás estão na vida útil esperada de cada pá durante o uso e para detectar condições de carga altas. O enfraquecimento da pá e o monitoramento vibracional ao longo do tempo podem ser informativos para o pessoal de manutenção quanto ao reparo e/ou substituição das pás ou dos membros de suporte. As condições de campo podem variar com o tempo e o desgaste cumulativo pode afetar cada propulsor de acordo com as condições de uso do campo. Um sistema de controle que monitora e determina uma severidade das condições de campo (vibrações, temperatura, estresse, etc.) é útil para rastrear e prever a vida útil da pá.

[0035] FIG. 1 ilustra um sistema de monitoramento de rotor 100, de acordo com uma modalidade exemplar. O sistema 100 inclui um processador 101 que é operativo como parte de um controlador 102. Um sistema de energia 112 está ligado operacionalmente ao controlador 102. O controlador 102 está operacionalmente ligado a um ou mais sensores 104 em comunicação com pelo menos um sensor embutido na pá propulsora 108. Por exemplo, como mostrado na FIG. 1, o controlador 102 está ligado e em comunicação com uma pluralidade de sensores 104 em cada uma de uma pluralidade de pás propulsoras 108A, 108B, 108C e 108D. Embora os sensores 104 estejam representados a um ponto médio aproximado de cada uma das pás 108A-108D, deve-se perceber que cada pá no sistema 100 pode incluir um sensor ou uma pluralidade de sensores em qualquer localização da respectiva pá. O sistema 100 inclui um ou mais canais de comunicação 110 que ligam os sensores 104 ao controlador 102.

[0036] Em alguns aspectos, o controlador 102 pode ser um sistema de computação, tal como o descrito a seguir em relação à FIG. 6. O controlador 102 inclui um ou mais processadores 101. De acordo com uma modalidade, o sistema 100 inclui o controlador 102 configurado para medir e registar a resposta do sinal em tempo real da pá 108A-108D (por exemplo, microtensão ou ‘^tensão”) durante as operações terrestres e de voo. Em alguns aspectos, o controlador 102 recupera um ou mais sinais do sensor 104 e compara a leitura do sensor com um valor de resposta de pá predefinido para determinar se a resposta da pá está dentro de um limite predefinido (tolerável) de valores de resposta indicativos de integridade estrutural. O limite predefinido pode ser, por exemplo, um limite superior e/ou inferior predefinido para deformação, um limite superior e/ou inferior predefinido para a deformação acumulada ao longo do tempo, um limite superior e/ou inferior predefinido para deformação longitudinal ou lateral, um limite de temperatura superior e/ou inferior predefinido, um diferencial de temperatura superior e/ou inferior predefinido, etc. Em outros aspectos, o controlador 102 pode comparar o valor do sensor recuperado com um ou mais limites predefinidos.

[0037] Em outro aspecto, o controlador 102 inclui uma memória lida por computador (por exemplo, memória 602, como mostrado em relação à figura 6) armazenando instruções para executar um método para monitorar a saúde da pá. Por exemplo, a memória 602 pode armazenar um ou mais algoritmos para calcular um consumo de vida para cada uma das pás 108A- 108D no propulsor 106 e enviar uma mensagem para um módulo de controle operativamente conectado na cabine da aeronave (não mostrado). O módulo de controle da cabine pode ser configurado para enviar a mensagem para um usuário ou pessoal de manutenção. De acordo com outra modalidade, o controlador 102 envia e transmite a mensagem ao usuário ou pessoal de manutenção. A transmissão pode ser, por exemplo, uma mensagem com ou sem fio indicando uma ou mais medições feitas pelo sensor 104 e/ou uma medição acumulada de múltiplas leituras indicativas de integridade estrutural (e/ou desgaste cumulativo) de uma ou mais das pás 108A-108D.

[0038] Cada uma das pás do propulsor 108A-108D (daqui em diante as pás 108) inclui uma tulipa 114 que a liga a um cubo do propulsor (não mostrado), que é coberto pelo rotor do propulsor 116. Uma tulipa 114 é um membro de retenção de metal formado por técnicas convencionais de aço, alumínio, titânio ou outro material de metal ou compósito adequadamente forte, com uma extremidade proximal adaptada para proporcionar uma estrutura de retenção para montagem no cubo de propulsor 116 e uma extremidade distal que seja alargado para proporcionar uma cavidade tipo cavidade que se abre axialmente para fora, para reter com segurança a pá 108. Depois de a tulipa 114 ser tratada para proteção contra a corrosão por técnicas convencionais, é aplicado um adesivo na superfície interna da tulipa de retenção ligando a cavidade da tulipa a um núcleo pré-formado de material celular leve, tal como uma espuma de poliuretano, uma espuma de poli- isocianurato ou outro material de espuma leve. Em alguns aspectos, o sensor 104 pode ser configurado para colocar entre a tulipa 114 e uma ou mais camadas do material celular usado para aderir a pá 108 à tulipa 114.

[0039] As fibras ópticas e os sensores de fibra (daqui em diante coletivamente "sensores 104) podem ser diretamente ligados ao controlador 102, que é configurado como um sistema de monitoramento separado das pás 108. Em outros aspectos, o controlador 102 pode ser embebido no propulsor 106 em uma ou mais das pás 108, dentro do rotor 116, ou dentro do cubo por baixo do rotor 116 (não mostrado). Por exemplo, para utilização durante a operação do propulsor no campo, o controlador 102 é incorporado como um circuito de interface eletro-óptico (circuito EO) embutido em um núcleo de espuma de uma pá propulsora (mostrado nas FIGURAS 3A-3C), a tulipa 114 da pá do propulsor ou outra parte da pá 108, rotor 116 ou cubo (não mostrado).

[0040] De acordo com uma modalidade, o controlador 102 converte os sinais ópticos dos sensores de fibra em sinais elétricos que são transmitidos sem fios a partir da parte rotativa do propulsor 106 para a parte não rotativa do propulsor ou massa não rotativa 118 ou conduzida da pá 108 para uma massa não rotativa 118 através de fios e anéis coletores utilizados para a potência do descongelador de pás (não mostrado). Embora não mostrado e aqui descrito, os métodos para passar sinais de uma porção rotativa para uma porção não rotativa são conhecidos pelos versados na técnica.

[0041] De acordo com outra modalidade, o sistema de energia 112 fornece energia ao circuito EO. Em um aspecto, o sistema de energia 112 é incorporado como uma conexão de energia de descongelamento de pá. Em outro aspecto, o sistema de energia 112 fornece energia ao circuito EO através da captação de energia local a partir da pá 108 através de um chip piezoeléctrico ou outro mecanismo de captação de energia conhecido. Por exemplo, a captação de energia local pode ser fornecida por um ou mais dispositivos, como energia de tensão cíclica de coleta de um gerador piezelétrico, energia de gradiente térmico de coleta de um gerador termoelétrico ou energia óptica de coleta de células solares.

[0042] O sensor 104 pode ser um sensor FBG ou um sensor interferométrico Fabry-Perot extrínseco (EFPI) configurado para monitorar a integridade de uma estrutura composta de pá 108. Como aqui utilizado, "saúde" se refere a uma integridade estrutural da pá 108. Em alguns aspectos, sensores FBG e sensores EFPI podem ser usados para monitorar a integridade estrutural e revelar o acúmulo de tensão residual durante o processo de fabricação, o que pode ser indicativo da integridade da pá e da vida útil restante de uma ou mais das pás 108. Desta forma, as modalidades descritas aqui monitoram estruturas compósitas nas pás 108 desde a fabricação para utilização em serviço para danos e/ou vida útil remanescente em serviço.

[0043] FIG. 2 é uma vista em seção de uma pá propulsora 108 configurada com um sensor incorporado 104, de acordo com uma modalidade exemplar. Como mostrado na FIG. 2, o sensor 104 é fixado a uma parte interna ou externa da pá 108 e configurado para determinar uma ou mais de uma temperatura, uma tensão e uma deformação. O sensor 104 transmite um sinal através do canal de comunicação 110 que pode ser ligado e/ou ligado sem fios ao processador 101 do controlador 102. Em alguns aspectos, o sensor 104 pode ser configurado na superfície da pá 108 ou próximo da superfície 108 sob uma camada da estrutura compósita.

[0044] FIG. 3A representa uma vista em corte de uma pá propulsora 108 configurada com um sensor incorporado 104, de acordo com uma modalidade exemplar. Como mostrado na FIG. 3A, o sensor 104 é incorporado em uma porção interna da pá 108 e configurado para determinar uma ou mais de uma temperatura, uma tensão e uma deformação. O sensor 104 transmite um sinal através do canal de comunicação 110 que pode ser ligado e/ou ligado sem fios ao processador 101 do controlador 102.

[0045] FIG. 3B é uma vista em corte de uma pá do propulsor 108 configurada com um sensor embutido 104 entre uma camada de um invólucro de fibra 304 e uma longarina 302 que pode ser, por exemplo, um núcleo de espuma. Em um aspecto, o sensor 104 está embutido entre a longarina 302 e o invólucro de fibra 304 durante a fabricação da pá 108. Por exemplo, para completar a fabricação da longarina 302, a longarina é colocada em uma máquina de entrançar de um tipo comercialmente disponível para servir como um mandril sobre o qual é colocado um invólucro de fibra tecida de várias camadas 304 seco. O invólucro de fibra seca 304 inclui uma pluralidade de camadas de fibras estruturais angularmente tecidas, tais como, por exemplo fibras de grafite, fibras de aramida de Kevlar, fibras de fibra de vidro ou suas combinações, que são trançadas sobre o comprimento do subconjunto de longarina da tulipa de retenção 114 até a ponta da extremidade distal da longarina 302. De acordo com uma modalidade, o sensor 104 está embutido entre o invólucro de fibras 304 e a longarina 302. Em alguns aspectos, o sensor 104 pode determinar a tensão residual e a temperatura para monitorar se as etapas de fabricação são realizadas adequadamente (polimerização, depois da progressão da resina na estrutura).

[0046] FIG. 3C é uma vista em corte de uma pá propulsora 108 configurada com um sensor 104 embutido entre duas camadas do invólucro de fibra (uma primeira camada do invólucro de fibra 304 e uma segunda camada do invólucro de fibra 308) de acordo com uma modalidade exemplar. Para intensificar e melhorar a rigidez e resistência no sentido horário da pá 108, as camadas secas de fibras estruturais substancialmente unidirecionais (por exemplo, invólucro de fibra 304) são colocadas durante o processo de entrançamento entre camadas trançadas sucessivas do invólucro de fibra (por exemplo, 304 e 308). As fibras estruturais das camadas também podem incluir fibras, fibras de grafite, fibras de aramida de Kevlar, fibras de fibra de vidro ou suas combinações. Desta forma, o sensor 104 pode determinar a tensão residual, a temperatura, a tensão axial, as deformações multi axiais.

[0047] FIG. 4 representa um sensor 400 incorporado de acordo com uma modalidade exemplar. Em um aspecto, os sensores EFPI são utilizados para monitorar a temperatura e a tensão na estrutura compósita da pá 108 enviando e recebendo sinais para o controlador 102 através de um canal de fibra óptica 414. Um EFPI é tipicamente feito de uma placa transparente com duas superfícies refletoras 402 e 410 ou dois espelhos altamente refletores paralelos. Seu espectro de transmissão em função do comprimento de onda exibe picos de grande transmissão que correspondem às ressonâncias do etalon. Os etalons são amplamente utilizados em telecomunicações, lasers e espectroscopia para controlar e medir os comprimentos de onda da luz. O coração do interferômetro Fabry-Pérot é um par de placas ópticas de vidro parcialmente refletivas espaçadas a micrômetros, com as superfícies refletivas voltadas uma para a outra. Alternativamente, um etalon de Fabry-Pérot usa uma única placa com duas superfícies refletoras paralelas.

[0048] Em outros aspectos, o sensor embutido 400 pode ser um sensor FBG. Um FBG é um tipo de refletor Bragg distribuído, construído em um segmento curto de fibra óptica que reflete determinados comprimentos de onda da luz e transmite todos os outros. FBGs criam uma variação periódica no índice de refração do núcleo da fibra. A variação periódica gera um espelho dielétrico específico do comprimento de onda. Um FBG pode, portanto, ser usado como um filtro óptico embutido para bloquear certos comprimentos de onda ou como um refletor específico de comprimento de onda. Em alguns aspectos, o sensor incorporado 400 pode ser um sensor FBG ou um sensor EFPI.

[0049] Há vantagens de EFPIs sobre os medidores de tensão elétricos convencionais, como a linearidade em resposta em muitas ordens de grandeza. Além disso, os EFPIs podem ser facilmente incorporados em materiais para fornecer detecção de danos ou mapeamento de campo de tensão interna. De maneira semelhante, as FBGs podem fornecer detecção de dano ou de tensão interna com uma fibra óptica sólida com uma variação periódica do índice de refração que também pode fornecer um sinal indicando mudanças na tensão e temperatura. Ambos os tipos de sensores são leves, porém robustos, de baixo custo e não são afetados por interferência eletromagnética (EMI).

[0050] Por exemplo, em relação a um sensor EFPI, o princípio básico de detecção é que o comprimento de cavidade d do sensor 400 é alterado quando as tensões mecânicas e térmicas são aplicadas ao sensor 400. O sensor está ligado ao substrato subjacente, que pode ser, de acordo com modalidades, um invólucro de fibra 304, 308, etc., ou algum outro membro da pá 108. O comprimento L das fibras 406 é alongado ou encurtado devido a uma porção aderente 408, 412 e seguramente fixada ao substrato 402, 410. À medida que o sensor muda de comprimento devido a alterações de tensão e/ou temperatura do substrato ligado 402, 410, o diferencial é correlacionado com as medições.

[0051] Temperatura, tensão e outros parâmetros medidos dentro de uma pá compósita durante a fabricação fornecem dados sobre a qualidade, desvios do processo e melhoria potencial do produto. Ele é superior aos métodos externos ou destrutivos atuais.

[0052] Os sensores de fibra com circuitos eletro-ópticos e transmissão de dados podem relatar dados operacionais da pá para detectar excesso de tensão, fadiga e outros parâmetros que poderiam identificar anormalidades na pá antes que resultem em manutenção não programada ou falha durante o voo.

[0053] FIG. 5 ilustra um fluxograma de um método para monitorar a integridade estrutural da pá 108. Como mostrado no bloco 502, o processador 101 transmite um sinal ao sensor 104 embutido na estrutura compósita da pá (por exemplo, pá 108).

[0054] Como mostrado no bloco 504, o processador 101 recebe uma resposta de sinal do sensor 104 indicativo de uma característica estrutural. Por exemplo, o sinal pode indicar uma tensão geral, temperatura, diferencial de temperatura, uma contagem de diferencial de temperatura que excede um limiar predeterminado, uma contagem de tensão excedendo um limiar predeterminado, uma medida quantificada de tensão, uma medida quantificada de tensão cumulativa, etc.

[0055] Utilizando a resposta do sinal, como mostrado no bloco 506, o processador 101 determina se a característica estrutural da estrutura compósita da pá está dentro de um limiar predeterminado indicativo da integridade estrutural. Por exemplo, se a estrutura exceder um limite predeterminado de tensão durante um certo tempo, existe uma probabilidade de falha estrutural ao longo do tempo. Em outro exemplo, quando a tensão cumulativa atinge outro valor limiar, a vida esperada restante na pá (por exemplo, a operação da pá no campo que atende a uma resposta predeterminada).

[0056] Como mostrado no bloco 508, o processador 101 gera e transmite uma mensagem indicativa da integridade estrutural da pá 108. A mensagem pode indicar uma necessidade de reparo, substituição ou outra mensagem indicativa da integridade geral da pá 108.

[0057] FIG. 6 ilustra um diagrama de blocos de um ambiente de computação exemplar e sistema de computador 600 para utilização na prática das modalidades aqui descritas. O ambiente e o sistema aqui descritos podem ser implementados em hardware, software (por exemplo, firmware) ou uma combinação dos mesmos. Em uma modalidade exemplar, uma implementação de hardware pode incluir um microprocessador de um computador digital especial ou de uso geral, tal como um computador pessoal, minicomputador ou computador de mainframe, um circuito EO embutido, etc. O sistema de computador 600 pode incorporar um computador de uso geral. Em outra modalidade exemplar, a implementação pode fazer parte de um sistema embutido, tal como um circuito EO descrito anteriormente, um sistema em um chip, etc.

[0058] Como mostrado na FIG. 6, o computador 600 inclui o processador 601. O computador 600 também inclui memória 602 acoplada comunicativamente ao processador 601 e um ou mais adaptadores de entrada/saída 603 que podem ser acoplados comunicativamente através do barramento de sistema 605. A memória 602 pode ser acoplada de forma comunicativa a um ou mais dispositivos de memória internos ou externos através de uma interface de armazenamento 608. O adaptador de comunicações 616 pode comunicar de forma comunicativa o computador 600 a uma ou mais redes 606. O barramento de sistema 605 pode conectar comunicativamente uma ou mais interfaces de usuário via adaptador de entrada/saída (E/S) 603. O adaptador de E/S 603 pode conectar uma pluralidade de dispositivos de entrada 604 ao computador 600. Os dispositivos de entrada podem incluir, por exemplo, um teclado, um mouse, um microfone, um sensor etc. O barramento de sistema 605 também pode ser conectado comunicativamente a um ou mais dispositivos de saída 607 por meio de adaptador de E/S 603. O dispositivo de saída 607 pode incluir, por exemplo, um monitor, um alto-falante, uma tela táctil, etc.

[0059] O processador 601 é um dispositivo de hardware para executar instruções de programas (também conhecidos como software), armazenados em uma memória lida por computador (por exemplo, memória 602). O processador 601 pode ser qualquer processador feito ou comercialmente disponível, uma unidade central de processamento (CPU), uma pluralidade de CPUs, um processador auxiliar entre vários outros processadores associados ao computador 600, um microprocessador baseado em semicondutores (na forma de um conjunto de microchip ou chip) ou normalmente qualquer dispositivo para executar as instruções. O processador 601 pode incluir uma memória cache 622, que pode incluir, mas não está limitada a, um cache de instruções para acelerar a busca de instrução executável, um cache de dados para acelerar a busca e armazenamento de dados e um TLB (Translation Lookaside Buffer) usado para acelerar a tradução de endereços virtuais para físicos tanto para instruções quanto dados executáveis. A memória cache 622 pode ser organizada como uma hierarquia de mais níveis de cache (L1, L2, etc.).

[0060] O processador 601 pode ser disposto em comunicação com um ou mais dispositivos de memória (por exemplo, memória de acesso aleatório (RAM) 609, memória apenas de leitura (ROM) 610, uma ou mais bases de dados externas 621, etc.) através de uma interface de armazenamento 608. A interface de armazenamento 608 também pode se ligar a um ou mais dispositivos de memória incluindo, sem limitação, uma ou mais bases de dados 621 e/ou uma ou mais outras unidades de memória (não mostradas) incluindo, por exemplo, uma unidade de disco removível, etc. protocolos de conexão, como conexão de tecnologia avançada em série (SATA), eletrônica de unidade integrada (IDE), IEEE-1394, barramento serial universal (USB), canal de fibra, interface de sistemas de computadores pequenos (SCSI), etc. As unidades de memória podem ser, por exemplo, um tambor, uma unidade de disco magnético, uma unidade magneto-óptica, uma unidade óptica, uma matriz redundante de discos independentes (RAID), um dispositivo de memória de estado sólido, uma unidade de estado sólido, etc.

[0061] A memória 602 pode incluir a RAM 609 e a ROM 610. A RAM 609 pode ser qualquer um ou combinação de elementos de memória volátil (por exemplo, DRAM, SRAM, SDRAM, etc.). A ROM 610 pode incluir qualquer um ou mais elementos de memória não volátil (por exemplo, memória de leitura programável apagável (EPROM), memória flash, EEPROM), memória somente leitura programável (PROM), fita, disco compacto memória somente de leitura (CD-ROM), disco, cartucho, cassete ou semelhantes, etc.). Além disso, a memória 602 pode incorporar meios de armazenamento lidos por computador, não-transitórios, eletrônicos, magnéticos, ópticos e/ou outros tipos. A memória 602 também pode ser uma arquitetura distribuída, em que vários componentes estão situados remotos um do outro, mas podem ser acessados pelo processador 601.

[0062] As instruções na memória 602 podem incluir um ou mais programas separados, cada um dos quais pode incluir uma listagem ordenada de instruções executáveis por computador para implementar funções lógicas. No exemplo da FIG. 6, as instruções na memória 602 podem incluir um sistema operacional 611. O sistema operacional 611 pode controlar a execução de outros programas de computador e fornecer agendamento, controle de entrada e saída, gerenciamento de arquivos e dados, gerenciamento de memória e controle de comunicação e serviços relacionados.

[0063] As instruções de programa armazenadas na memória 602 podem incluir ainda dados de aplicação 612 para uma interface de usuário 613.

[0064] A memória 602 também pode incluir instruções de programa para detecção de tensão, temperatura e outras características físicas.

[0065] O adaptador de E/S 603 pode ser, por exemplo, mas não está limitado a, um ou mais barramentos ou outras conexões com ou sem fio. O adaptador de E/S 603 pode ter elementos adicionais (que são omitidos para simplificar), como controladores, microprocessadores, amortecedores (caches), unidades, repetidores e receptores, que podem trabalhar em conjunto para permitir comunicações. Além disso, o adaptador de E/S 603 pode facilitar conexões de endereço, controle e/ou dados para permitir comunicações apropriadas entre os componentes mencionados anteriormente.

[0066] O adaptador de E/S 603 pode ainda incluir um adaptador de exibição acoplado a um ou mais monitores. O adaptador de E/S 603 pode ser configurado para conectar operacionalmente um ou mais dispositivos de entrada/saída (E/S) 607 ao computador 600. Por exemplo, a E/S 603 pode conectar um teclado e mouse, uma tela sensível ao toque, um alto-falante, um dispositivo de saída háptico ou outro dispositivo de saída. Os dispositivos de saída 607 podem incluir, mas não se limitam a, uma impressora, um scanner e/ou semelhantes. Outros dispositivos de saída também podem ser incluídos, embora não sejam mostrados. Finalmente, os dispositivos de E/S conectáveis ao adaptador de E/S 603 podem incluir ainda dispositivos que comunicam entradas e saídas, por exemplo, mas não são limitados a uma placa de interface de rede (NIC) ou modulador/demodulador (para acessar outros arquivos, dispositivos, sistemas ou uma rede), uma radiofrequência (RF) ou outro transceptor, uma interface telefônica, uma ponte, um roteador e semelhantes.

[0067] De acordo com algumas modalidades, o computador 600 pode incluir um adaptador de comunicações móvel 624. O adaptador de comunicações móvel 623 pode incluir protocolos de comunicação GPS, celular, móvel e/ou outros para comunicação sem fio.

[0068] Em algumas modalidades, o computador 600 pode ainda incluir o adaptador de comunicações 616 para acoplamento a uma rede 606.

[0069] A rede 606 pode ser uma rede baseada em IP para comunicação entre o computador 600 e qualquer dispositivo externo. A rede 606 transmite e recebe dados entre o computador 600 e dispositivos e/ou sistemas externos ao computador 600. Em uma modalidade exemplar, a rede 606 pode ser uma rede IP gerenciada administrada por um provedor de serviços. A rede 606 pode ser uma rede interna de uma aeronave como, por exemplo, uma rede de aviônicos, etc. A rede 606 pode ser implementada sem fio, por exemplo, usando protocolos e tecnologias sem fio, como Wi-Fi, WiMax, etc. A rede 606 também pode ser uma rede com fio, por exemplo, uma rede Ethernet, uma rede ARINC 429, uma rede de área de controle (CAN), etc., com qualquer conectividade com fio incluindo, por exemplo, uma conexão RS232, conexão R5422, etc. A rede 606 também pode ser uma rede de comutação de pacotes, como uma rede de área local, rede de longa distância, rede de área metropolitana, rede de Internet ou outro tipo semelhante de ambiente de rede. A rede 606 pode ser uma rede sem fios fixa, uma rede local sem fios (LAN), uma rede alargada sem fios (WAN), uma rede pessoal (PAN), uma rede privada virtual (VPN), intranet ou outro sistema de rede adequado.

[0070] A rede 606 pode conectar operativamente o computador 600 a um ou mais dispositivos, incluindo o dispositivo 617, o dispositivo 618 e o dispositivo 620. A rede 606 também pode conectar o computador 600 a um ou mais servidores como, por exemplo, o servidor 619.

[0071] As instruções na memória 602 podem incluir ainda um sistema básico de saída de entrada (BIOS) (omitido por simplicidade). O BIOS é um conjunto de rotinas que inicializam e testam o hardware na inicialização, iniciam o sistema operacional 611 e suportam a transferência de dados entre os dispositivos de hardware conectados operacionalmente. O BIOS é normalmente armazenado na ROM 610 para que o BIOS possa ser executado quando o computador 600 é ativado. Quando o computador 600 está em funcionamento, o processador 601 pode ser configurado para executar instruções armazenadas na memória 602, para comunicar dados de e para a memória 602 e para controlar geralmente as operações do computador 600 de acordo com as instruções.

[0072] O termo "cerca de" se destina a incluir o grau de erro associado à medição da quantidade específica com base no equipamento disponível no momento do depósito do pedido.

[0073] A terminologia utilizada aqui é para o propósito de descrever modalidades particulares apenas e não se destina a ser limitativa da presente divulgação. Como usado neste documento, as formas singulares “um”, “uma” e "o/a" estão destinadas a incluir também as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente de outra forma. Será ainda compreendido que os termos “compreende” e/ou “compreendendo”, quando usados neste relatório descritivo, especificam a presença de recursos, inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes indicados, mas não impossibilita a presença ou adição de um ou mais outros recursos, inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos destes.

[0074] Embora a presente divulgação tenha sido descrita com referência a uma modalidade, ou a modalidades, de exemplo, será compreendido por aqueles versados na técnica que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser usados em lugar de elementos da mesma sem afastamento do escopo da presente divulgação. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos da presente divulgação sem afastamento do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a presente divulgação não seja limitada à modalidade particular divulgada como o melhor modo contemplado para realizar esta presente divulgação, mas que a presente invenção inclua todas as modalidades caindo dentro do escopo das reivindicações.

Claims (15)

1. Pá para um propulsor, caracterizada pelo fato de que compreende: uma estrutura compósita de pá (108); um sensor (104) interferométrico extrínseco de Fabry-Perot, EFPI, incorporado na estrutura compósita da pá, o sensor configurado para: receber um sinal de um controlador (102) operacionalmente conectado ao sensor EFPI; e transmitir um sinal, responsivo ao sinal recebido, a um processador (101) operativamente ligado ao sensor, em que a resposta do sinal é indicativa de uma medição de tensão indicando uma característica estrutural da estrutura compósita da pá; em que a resposta do sinal fornece informação para determinar, com base na resposta do sinal, se a característica estrutural da estrutura compósita da pá está dentro de um limite predeterminado indicativo da integridade estrutural da estrutura compósita da pá; em que a estrutura compósita da pá inclui uma longarina (302) e uma ou mais camadas de envoltório de fibra (304) aplicadas à longarina, o sensor EFPI incorporado entre a longarina e uma ou mais camadas de envoltório de fibra.

2. Pá de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura compósita da pá compreende uma primeira camada (304) e uma segunda camada (308) em conexão com a primeira camada e o sensor EFPI é incorporado entre a primeira e a segunda camada.

3. Pá de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a resposta do sinal é indicativa de um acúmulo de tensão residual na estrutura compósita da pá.

4. Pá de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a resposta do sinal é indicativa de microtensão ^tensão).

5. Pá de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que determinar a característica estrutural compreende: recuperar, através do controlador, uma ou mais respostas de sinal armazenadas operacionalmente em uma memória legível por computador (602); avaliar, através do controlador, um acúmulo de tensão residual cumulativa baseada na uma ou mais respostas de um sinal; e emitir, usando o controlador, uma mensagem indicativa do acúmulo de tensão residual cumulativa.

6. Método para monitorar uma característica física de uma estrutura compósita de pá em uma pá para um propulsor conforme definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: transmitir, através de um controlador (102), um sinal para um sensor (104) interferométrico extrínseco de Fabry-Perot, EFPI, incorporado na estrutura compósita da pá (108); receber, utilizando o controlador, uma resposta de sinal do sensor EFPI indicativa de uma medição de tensão indicando uma característica estrutural da estrutura compósita da pá; e determinar, usando o controlador, com base na resposta do sinal; se a característica estrutural da estrutura compósita da pá se encontra dentro de um limite predeterminado indicativo da integridade estrutural da estrutura compósita da pá; em que a estrutura compósita da pá inclui uma longarina (302) e uma ou mais camadas de envoltório de fibra (304) aplicadas à longarina, o sensor EFPI incorporado entre a longarina e uma ou mais camadas de envoltório de fibra.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a estrutura compósita da pá compreende uma primeira camada (304) e uma segunda camada (308) em conexão com a primeira camada e o sensor EFPI é incorporado entre a primeira e a segunda camada.

8. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a resposta do sinal é indicativa de um acúmulo de tensão residual na estrutura compósita da pá.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a resposta do sinal é indicativa de microtensão ^tensão).

10. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que determinar a característica estrutural compreende: recuperar, através do controlador, uma ou mais respostas de sinal armazenadas operacionalmente em uma memória legível por computador (602); avaliar, através do controlador, um acúmulo de tensão residual cumulativa baseada na uma ou mais respostas de um sinal; emitir, usando o controlador, uma mensagem indicativa do acúmulo de tensão residual cumulativa; e transmitir, usando o controlador, a mensagem para um segundo processador.

11. Sistema para monitorar uma característica física de uma estrutura compósita de pá em uma pá para um propulsor conforme definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: uma estrutura compósita de pá (108); um sensor (104) Interferométrico Fabry-Perot Extrínseco, EFPI, incorporado na estrutura compósita da pá; e um controlador (102) conectado operativamente ao sensor e configurado para: transmitir um sinal para o sensor usando um processador (101); receber, usando o processador, uma resposta de sinal do sensor indicativa de uma medição de tensão indicando uma característica estrutural da estrutura compósita da pá; e determinar, usando o processador, com base na resposta do sinal; se a característica estrutural da estrutura compósita da pá se encontra dentro de um limite predeterminado indicativo da integridade estrutural da estrutura compósita da pá; em que a estrutura compósita da pá inclui uma longarina (302) e uma ou mais camadas de envoltório de fibra (304) aplicadas à longarina, o sensor EFPI incorporado entre a longarina e uma ou mais camadas de envoltório de fibra.

12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a estrutura compósita da pá compreende uma primeira camada (304) e uma segunda camada (308) em conexão com a primeira camada e o sensor EFPI é incorporado entre a primeira e a segunda camada.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a resposta do sinal é indicativa de um acúmulo de tensão residual na estrutura compósita da pá.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a resposta do sinal é indicativa de tensão μ.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que determinar a característica estrutural compreende: recuperar, através do controlador, uma ou mais respostas de sinal armazenadas operacionalmente em uma memória legível por computador (602); avaliar, através do controlador, um acúmulo de tensão residual cumulativa baseada na uma ou mais respostas de um sinal; emitir, usando o controlador, uma mensagem indicativa do acúmulo de tensão residual cumulativa; e transmitir, usando o processador, a mensagem para um segundo processador.

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